Розробка підходу до геометричного моделювання залізничних колій на криволінійних ділянках

Автор(и)

  • Валерій Дмитрович Борисенко Миколаївський національний університет імені В. О. Сухомлинського, Україна https://orcid.org/0000-0002-0857-0708
  • Сергій Анатолійович Устенко Національний університет "Одеська політехніка", Україна https://orcid.org/0000-0003-4968-1233
  • Ірина Валеріївна Устенко Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова, Україна https://orcid.org/0000-0003-1541-2414

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.251983

Ключові слова:

залізничний шлях, криволінійна ділянка, відвід підвищення зовнішньої рейки, ширина колії

Анотація

Пропонується підхід до влаштування криволінійних ділянок залізничного шляху, який передбачає заміну двох перехідних і кругової кривої однією криволінійною ділянкою. Моделювання цієї ділянки передбачає побудову кривої в плані та профілі, сумісний розгляд яких формує просторовий вигляд кривої, яка забезпечує плавний перехід між прямолінійними рейками шляху. Необхідність подібних переходів обумовлюється рельєфом місцевості, потребою обходження населених пунктів та наявністю геологічних, географічних та інших перешкод, які зустрічаються при прокладанні залізничних шляхів. Моделювання криволінійної ділянки в плані виконується із застосуванням кривої, яка подається в натуральній параметризації із законом розподілу кривини у вигляді поліному п’ятого степеня. При цьому в початковій та кінцевій точках ділянки кривина та її похідна мають нульові значення. Відвід підвищення зовнішньої рейки (моделювання в профілі) виконується із застосуванням складеної кривої, ділянки якої також подаються у натуральній параметризації із залежностями розподілу кривини від довжини дуги у вигляді поліномів четвертого степеня. У точці стикування ділянок забезпечується третій порядок гладкості, який передбачає рівність значень функцій, її похідних, кривини та похідної від кривини від довжини власної дуги. Запропоновані заходи для забезпечення заданого відводу ширини колії. Застосування пропонованого підходу до моделювання залізничного шляху на криволінійній ділянці кривою змінного радіуса дозволить отримати сприятливий розподіл кривини, плавний відвід підвищення зовнішньої рейки та ширини колії. У підсумку це підвищить безпеку проходження рухомого складу по криволінійній ділянці шляху, зменшить бічні та вертикальні зусилля, які обумовлюють знос рейок і колісних пар

Біографії авторів

Валерій Дмитрович Борисенко, Миколаївський національний університет імені В. О. Сухомлинського

Доктор технічних наук, професор

Кафедра інформаційних технологій

Сергій Анатолійович Устенко, Національний університет "Одеська політехніка"

Доктор технічних наук, доцент

Кафедра проектного навчання в інформаційних технологіях

Ірина Валеріївна Устенко, Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра програмного забезпечення автоматизованих систем

Посилання

  1. Turrière, É. (1939). Une nouvelle courbe de transition pour les raccordements progressifs : la radioïde pseudo-elliptique. Bulletin de la Société mathématique de France, 67, 62–99. doi: https://doi.org/10.24033/bsmf.1291
  2. Tari, E., Baykal, O. (2005). A new transition curve with enhanced properties. Canadian Journal of Civil Engineering, 32 (5), 913–923. doi: https://doi.org/10.1139/l05-051
  3. Levent, A., Sahin, B., Habib, Z. (2018). Spiral transitions. Applied Mathematics-A Journal of Chinese Universities, 33 (4), 468–490. doi: https://doi.org/10.1007/s11766-018-3554-4
  4. Eliou, N., Kaliabetsos, G. (2013). A new, simple and accurate transition curve type, for use in road and railway alignment design. European Transport Research Review, 6 (2), 171–179. doi: https://doi.org/10.1007/s12544-013-0119-8
  5. Shen, T.‐I., Chang, C.-H., Chang, K.-Y., Lu, C.-C. (2013). A numerical study of cubic parabolas on railway transition curves. Journal of Marine Science and Technology, 21, 191–197. doi: https://doi.org/10.6119/JMST-012-0403-1
  6. Pirti, A., Yucel, M. A., Ocalan, T. (2016). Transrapid and the transition curve as sinusoid. Tehnički Vjesnik, 23 (1), 315–320. doi: https://doi.org/10.17559/tv-20140217144435
  7. Zboinski, K., Woznica, P. (2021). Optimum Railway Transition Curves – Method of the Assessment and Results. Energies, 14 (13), 3995. doi: https://doi.org/10.3390/en14133995
  8. Kobryń, A. (2011). Polynomial Solutions of Transition Curves. Journal of Surveying Engineering, 137 (3), 71–80. doi: https://doi.org/10.1061/(asce)su.1943-5428.0000044
  9. Kobryń, A. (2015). Vertical arcs design using polynomial transition curves. KSCE Journal of Civil Engineering, 20 (1), 376–384. doi: https://doi.org/10.1007/s12205-015-0492-z
  10. Kobryń, A., Stachera, P. (2019). S-Shaped Transition Curves as an Element of Reverse Curves in Road Design. The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering, 14 (4), 484–503. doi: https://doi.org/10.7250/bjrbe.2019-14.454
  11. Koc, W. (2019). Smoothed transition curve for railways. Transportation Overview - Przeglad Komunikacyjny, 2019 (7), 19–31. doi: https://doi.org/10.35117/a_eng_19_07_03
  12. Brustad, T. F., Dalmo, R. (2020). Exploring Benefits of Using Blending Splines as Transition Curves. Applied Sciences, 10 (12), 4226. doi: https://doi.org/10.3390/app10124226
  13. Ahmad, A., Ahmat, N., Adnan, M. (2020). Fair Transition Spiral Using a Single Rational Quadratic Bézier Curve. Journal of Computer Science & Computational Mathematics, 10 (1), 7–12. doi: https://doi.org/10.20967/jcscm.2020.01.002
  14. Kisgyörgy, L., Barna, Z. (2014). Hyperbolic transition curve. Periodica Polytechnica Civil Engineering, 58 (1), 63. doi: https://doi.org/10.3311/ppci.7433
  15. Hooke, R., Jeeves, T. A. (1961). "Direct Search'' Solution of Numerical and Statistical Problems. Journal of the ACM, 8 (2), 212–229. doi: https://doi.org/10.1145/321062.321069

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-02-24

Як цитувати

Борисенко, В. Д., Устенко, С. А., & Устенко, І. В. (2022). Розробка підходу до геометричного моделювання залізничних колій на криволінійних ділянках. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1(1 (115), 29–35. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.251983

Номер

Том 1 № 1 (115) (2022): Виробничо-технологічні системи

Розділ

Виробничо-технологічні системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Valeriy Borisenko, Serhiy Ustenko, Iryna Ustenko

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.